Laser-Kamera nimmt Fotos rund um …

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Laser-Kamera nimmt Fotos rund um ...

Laser-Kamera nimmt Fotos um Ecken

Medien Bildunterschrift Ramesh Raskar erklärt, wie die Kamera Ecken schießen um kann

Eine Kamera, die Ecken schießen um kann, wurde von US-Wissenschaftlern entwickelt.

Der Prototyp verwendet einen ultrakurzen, extrem intensiven Laserlicht platzte eine Szene zu beleuchten.

Das Gerät erstellt eine grundlegende Bild seiner Umgebung — einschließlich Objekte um die Ecke versteckt — durch die winzigen Mengen von Licht, das in der Szene prallen.

Das Massachusetts Institute of Technology Team glauben, dass es Anwendungen in der Suche und Rettung und Robot Vision hat.

"Es ist wie ohne die Röntgenstrahlen Röntgenblick haben," sagte Professor Ramesh Raskar, Leiter der Camera Culture Group am MIT Media Lab und einer von dem Team hinter dem System.

"Aber wir werden, um das Problem, anstatt durch sie gehen."

Professor Shree Nayar von der Columbia University, Experte für Lichtstreuung und Computer Vision, war sehr positiv über die Arbeit und sagte, dass es ein neues war und "sehr interessante Forschungsrichtung".

"Was ist nicht ganz klar ist, was Komplexität der unsichtbaren Szenen an diesem Punkt berechenbar sind," Er sagte BBC News.

"Sie haben noch nicht die Rückforderung einer ganzen gezeigt [real-world] Szene, zum Beispiel."

Flash-Trick

Professor Raskar sagte, wenn er Forschung auf die Kamera drei Jahren begann er vor, ältere Leute gesagt, es war "unmöglich".

Das Herz der raumfüllenden Kamera ist ein Femtosekunden-Laser, ein hoher Intensität Lichtquelle, die extrem kurze Impulse von Laserlicht abfeuern kann, die nur eine Billiardstel Sekunde dauern (das ist ,000000000000001 Sekunden).

Die Lichtquellen sind häufiger von Chemikern zu Bild Reaktionen auf atomarer oder molekularer Ebene verwendet.

Für Femtosekunden transiente Abbildungssystem, da die Kamera bekannt ist, wird der Laser zu feuern einen Puls von Licht auf eine Szene verwendet.

Die Lichtpartikel streuen und alle Oberflächen, einschließlich den Wänden und dem Boden reflektiert.

Wenn es eine Ecke, wird ein Teil des Lichts herum reflektiert werden. Es wird dann weiter um die Szene zu springen, Objekte reflektiert — oder Menschen — um die Kurve versteckt.

Einige dieser Partikel werden wieder zurückreflektiert werden um die Ecke auf dem Sensor der Kamera.

Hier ist die Arbeit alles um Timing.

Nach dem Anfangsimpuls von Laserlicht, bleibt ihr Verschluss geschlossen, um die präzise Sensoren zu stoppen mit den ersten hoher Intensität Reflexionen überwältigt zu werden.

Sie könnten eine Karte zu generieren, bevor Sie in einem gefährlichen Ort wie ein Gebäude Feuer gehen, oder ein Roboter-Auto das System nutzen, könnte den Weg zu berechnen, es um eine Ecke nehmen soll, bevor er es Prof Ramesh Raskar nimmt

Dieses Verfahren — bekannt als "Zeitfensterung" — Wird allgemein von Kameras in militärischen Überwachungsflugzeugen verwendet, um durch dichte Laub zu spähen.

In diesen Systemen bleibt der Verschluss geschlossen, bis nach den ersten Reflexionen an den Spitzen der Bäume. Es öffnet sich dann Resektionen von versteckten Fahrzeuge oder Maschinen unter dem Baldachin zu sammeln.

In ähnlicher Weise öffnet sich die experimentelle Kamera-Auslöser, sobald der erste reflektierte Licht passiert hat, so dass sie den ständig abnehmenden Mengen des reflektierten Lichts aufzuwischen — oder "Echos" wie Prof Raskar nennt sie — aus der Szene.

Im Gegensatz zu einer Standard-Kamera, die die Intensität und die Position der Lichtteilchen misst ebenso wie es den Sensor trifft, die Versuchsanordnung misst auch die Ankunftszeit der Teilchen an jedem Pixel.

Dies ist die zentrale Idee, die in so genannten "time-of-flight-Kameras" oder Lidar (Light Detection And Ranging), die können Objekte in der Karte "Sichtlinie" der Kamera.

Lidar wird häufig in militärischen Anwendungen eingesetzt und hat gesetzt worden, die Google Street View-Autos zu verwenden 3D-Modelle von Gebäuden zu schaffen.

Professor Raskar nennt seine Set-up ein "Time-of-Flight-Kamera auf Steroiden".

Beide nutzen die Geschwindigkeit des Lichts und die Ankunftszeit jedes Teilchens die sogenannte zu berechnen "Weglänge" — Oder zurückgelegte Strecke — des Lichts.

Um ein Bild einer Szene zu bauen, die Versuchsanordnung muss wiederholen Sie den Vorgang der Laser Brennen und die Reflexionen mehrmals zu sammeln. Jeder Impuls wird an einer etwas anderen Stelle durchgeführt und dauert nur Milliardstel Sekunden abzuschließen.

"Wir müssen es mindestens ein Dutzend Mal zu tun," sagte Professor Raskar. "Aber je mehr desto besser."

Es verwendet dann komplexe Algorithmen — ähnlich denen in der medizinischen CAT-Scans verwendet — eine wahrscheinliche 3D-Modell der Umgebung zu bauen — auch Objekte, die um die Ecke versteckt werden kann.

"In der gleichen Weise, dass ein CAT-Scan zeigen können, was im Inneren des Körpers ist es, mehrere Fotos, indem sie eine Röntgenquelle in verschiedenen Positionen verwenden, können wir erholen, was jenseits der Sichtlinie ist, den Laser an verschiedenen Punkten auf einer reflektierenden Oberfläche, die durch leuchtende ." er sagte.

Schau voraus

Im Moment der Aufbau funktioniert nur in kontrollierten Laborbedingungen und kann durch komplexe Szenen verwirren.

Bildunterschrift Die Bilder von der Kamera sind einfach

"Es sieht aus wie sie sehr weit von der Umgang mit regulären Szenen sind," sagte Prof. Nayar.

In alltäglichen Situationen, sagte er, kann das System berechnen "mehrere Lösungen" für ein Bild, verlassen weitgehend, weil sie auf solche kleinen Mengen an Licht und es war daher schwierig, den genauen Weg des Partikels zu extrapolieren, wie es in einem Raum aufgeprallt.

"Aber es ist eine sehr interessante erste Schritt," er sagte.

Es wäre nun interessant sein zu sehen, wie weit die Idee geschoben werden konnte, fügte er hinzu.

Professor Raskar sagte, gibt es "viele interessante Dinge, die man damit machen kann.

"Sie könnten eine Karte zu generieren, bevor Sie in einem gefährlichen Ort wie ein Gebäude Feuer gehen, oder ein Roboter-Auto das System nutzen, könnte den Weg zu berechnen, es um eine Ecke nehmen soll, bevor er es braucht."

Allerdings sagte er, zunächst das Team zielen darauf ab, das System zu verwenden, um eine erweiterte Endoskop zu bauen.

"Es ist eine einfache Anwendung zum Ziel," er sagte. "Es ist eine schöne, dunkle Umgebung."

Wenn das Team gute Ergebnisse aus ihren Studien zu erhalten, sagte er, könnten sie ein funktionierendes Endoskop Prototyp innerhalb von zwei Jahren haben.

"Das wäre etwas, das raumfüllende ist," er sagte. "Der Aufbau etwas tragbar könnte länger dauern."

Zusätzliche Berichterstattung in Video von Matthew Danzico.

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